健康中国建设背景下智能康复实施路径

黄国志

1 南方医科大学珠江医院，广东广州 510280；2 南方医科大学康复医学院，广东广州510515

改革开放以来，我国卫生健康事业取得新的显著成绩，医疗卫生服务水平大幅提高，居民主要健康指标总体优于中高收入国家平均水平［1］。然而，人口老龄化、疾病谱变化、人民观念转变等因素，对我国卫生服务水平提出了新的要求，以疾病治疗为中心的卫生服务体系已不能满足人民健康需求［2］。围绕健康中国建设，康复在从患者疾病治疗为中心转变为人民健康促进为中心的建设行动中具有天生的使命。2020 年11 月27 日，中国康复医学会智能康复专业委员会在北京国家会议中心正式成立［3］，该专委会汇集了全国顶尖康复医疗和医学工程等方面人才资源，致力于搭建智能康复的融合交流平台，探索人工智能与康复医学学科交叉的前沿性课题。以人工智能、虚拟现实、网络云和可穿戴传感等为代表的一系列现代智能技术与康复进行深度的结合，将极大地丰富康复评估和干预的手段，弥补康复医疗服务目前阶段的不足。

1 健康中国建设背景下康复要解决的问题

随着全面建成小康社会决战打响，党和国家高度重视健康问题，分阶段地铺展开健康中国建设的战略蓝图：2016 年8 月19—20 日，全国卫生与健康大会在北京召开，习近平主席明确提出“没有全民健康，就没有全面小康”［4］；2016年8月26日，习近平总书记主持召开中共中央政治局会议，会议认为健康是促进人类全面发展的必然要求［5］；2016 年10 月25 日，中共中央、国务院颁布印发了《“健康中国2030”规划纲要》，作出健康中国建设的总部署［6］；2019 年6 月24 日，国务院办公厅印发《健康中国行动组织实施和考核方案》，明确了健康中国建设的实施框架［7］；2019 年7 月15 日，国务院印发《关于实施健康中国行动的意见》［8］，健康中国行动推进委员会印发《健康中国行动（2019—2030 年）》，对健康中国建设的执行进行了详细说明［9］。这一系列从顶层设计到执行方案的国家会议和文件，共同传达了健康中国建设的核心思想：针对全人群提供全生命周期的公平可及、系统连续的健康服务。康复是指综合地、协调地应用医学的、社会的、教育的、职业的措施，旨在使有健康状况的个体在与他们所处的环境交互作用的过程中，功能最大化并降低功能障碍的影响［10］。加强全民康复体系建设是健康中国建设的重点内容之一，早诊断、早治疗和早康复是实现全民健康必不可少的组成部分。我国康复服务体系建设应树立“大康复”理念，紧紧围绕全人群和全生命周期的立足点，以社区康复为基础、以预防做导向［11］，提供人人可及和可负担的康复服务。

然而，我国目前的康复服务模式存在诸多缺陷，制约着全民全面康复的实现。总结我国现有研究，主要存在以下问题：①服务人群局限、服务阶段滞后。康复医疗资源集中为伤、病、残者服务，健康人和亚健康者缺乏康复的意识，也缺乏获得专业康复服务的途径；广泛开展住院康复，而多病种早期康复不全面［12］。②康复医疗资源分布不均衡。我国的康复医疗资源机构和地区分布失衡，大型综合医院完备而基层医院不足［13］，经济发达地区领先而贫困地区落后［14］。③功能评价指标体系欠完善。缺乏完善的功能评价指标体系，使得功能改变进展为功能障碍或疾病后才被发现，不能做早期预警；“时间-项目”导向的评价系统和普遍偏低的人员素质，导致基层康复机构解决问题的能力较差，得不到患者的信任［15］。④评估和干预方式粗化、技术应用迭代滞后。常用康复评估方式以定性和主观判断为主，依赖于操作者的经验；康复专业人员素质参差不齐，康复同质化和干预效果难以保证［16］；评估和干预指南修订搜集和整理证据耗时耗力，导致技术应用迭代滞后。依靠医疗、管理或企业等任一单方面机构的力量，短期内难以解决以上问题，亟需新的手段或模式助力。

2 智能康复实施路径

近年来，信息、传感、网络和人工智能等技术发展迅速，带动了智能化康复技术的发展。由于智能化技术具有信息化、网络化、数据量化和自动化等诸多特点，已在国内外临床康复评估和干预［17-20］、康复信息化建设［21］和居家康复［22-23］等方面被广泛研究和应用。然而，已有的智能康复设备或系统功能较为单一，干预和评估围绕某一疾病的康复，未实现全人群和全周期康复介入；且各类设备彼此相对独立，不同设备厂家各立山头，没有形成统一的智能康复技术标准和体系。因此，需要提出一条系统整合各类智能技术的智能化康复实施路径，让智能康复更好地为健康中国目标服务。

2.1 服务路径

智能康复应定位于全民、全周期和康复同质化。将康复网络下沉家庭，使人人享有康复服务的可及途径；进行实时健康指标监测，前移康复干预，使个体全周期都能得到康复介入；让优质的康复资源可到达各方基层，康复服务实现同质化。根据健康影响因素和危险指标，预测个体将来可能或已经存在某些健康问题，并对健康问题进行分类和评价，给予个体和家庭反馈。针对个体的健康问题，提供科学的处理意见和途径。对于需要在医疗机构干预的，提供转介途径；对于可居家干预的，进行远程家庭干预。同时，全程跟踪记录个体的干预和健康变化情况，直到该轮干预结束后继续进行日常实时健康监测。见图1。

图1 智能康复服务路径Figure 1 Intelligent rehabilitation service path

2.2 技术路径

2.2.1 实时健康监测 基于《国际功能、残疾和健康分类》（International Classification of Functioning，Disability and Health，ICF）理论，健康状况是个体身体结构与功能、活动、参与和生活环境的交互作用［24］，健康监测的指标应包括：①个体的心率、心律、呼吸、血压、平衡和关节活动等身体功能与结构指标；②运动、饮食、日常生活等活动和参与指标；③个体所暴露的居家、出行和工作环境等环境指标。采用穿戴式传感器对个体的各项指标进行监测，并集成蓝牙模块。传感器数据通过蓝牙传输至智能手机等客户端，再通过无线网络传输至云端服务器，医疗机构和家庭成员可通过网络从云端获取数据。见图2 和表1。表1 列举部分穿戴式传感器在健康监测中的应用。此外，还可采用环境传感器进行安全、活动和环境变化的监测，如美国俄勒冈老龄化技术中心智能家居和佛罗里达大学盖特技术智能住宅［25］。

图2 基于可穿戴设备的远程实时健康监测示意图Figure 2 Schematic diagram of remote real-time health monitoring based on wearable devices

表1 穿戴式传感器在健康监测中的应用Table 1 Application of wearable sensors in health monitoring

2.2.2 远程家庭智能康复干预 建立远程家庭智能康复系统，是进行安全居家智能康复干预的基础。通过蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、WLAN 等近距离通信技术，将可穿戴监测设备、智能手机和电脑等终端，环境传感设备和家庭康复干预设备连接，再通过互联网、服务器和医疗机构连接，建立远程家庭智能康复系统。有研究进行过类似实践，但针对的人群相对局限，功能也较单一。见图3。如李广［35］利用无线蓝牙传输技术将生物反馈治疗仪、生理监护仪和上位机（电脑）连接，并通过互联网与服务器和医院连接，设计远程家庭智能康复系统，用于神经肌肉损伤康复；QIU 等［36］将Leap 运动控制器、电脑和云端服务器连接，设计远程家庭虚拟现实康复系统（Home based Virtual Rehabilitation System，HoVRS），用于脑卒中后手功能障碍康复。

图3 远程家庭智能康复系统示意图Figure 3 Schematic diagram of remote home intelligent rehabilitation system

2.2.3 健康分类评价标准体系 ICF 核心分类组合是从完整的ICF 框架中选择出与评估和报告特定健康状况或卫生保健情境的功能信息最为相关的类目列表，用于评定罹患特定疾病或处于特定卫生保健情境中患者的功能［37］。ICF 核心分类组合打破传统量表评价思维，从身体结构与功能、活动、参与和环境立体地描述了个体健康状况。借鉴ICF 核心分类组合动态评价健康状况［24，37］，可将各指标判别结果按ICF 框架转换为标准化的ICF 限定值，利用人工神经网络（artificial neural network，ANN）进行标准化数据分析，从而形成类似ICF 核心分类组合的标准化健康评价方式。智能康复系统按照该统一标准进行健康监测和评价，有利于数据的分析和交流。见图4［38］。

图4 慢性缺血性心脏病ICF网络图Figure 4 ICF network of chronic ischemic heart disease

2.2.4 健康干预标准体系 《国际健康干预分类》（International Classification of Health Intervention，ICHI）是世界卫生组织健康分类家族（World Health OrganizationFamilyInternationalClassifications，WHOFICs）关于健康干预的分类［39］。ICHI 采用“目标-行为-手段”三轴分析模式，针对身体功能与结构、活动与参与以及环境进行干预。每位个体都有个性化的ICF 健康网络，因此也对应个性化的ICHI 干预网络。在客户端上提供申请医疗机构介入的入口，以提供医疗方面干预（如身体结构与功能）；生成康复管理方案，以提供居家干预（如活动和参与、居家环境），并接入家庭智能康复系统；对于需要其他机构介入的干预（如工作环境、室外环境），将环境干预建议通过网络和云端传输至相关部门。

3 智能康复实践探索

为验证智能康复实施路径的可行性，我们聚焦高血压康复展开一系列工作，以期在实践中形成具体解决方案。高血压是我国最常见的慢性疾病，是罹患脑卒中、心肌梗死乃至造成心血管死亡的首要危险因素［40］，严重威胁着人民健康。高血压康复的内容包括生活方式改善、饮食控制、心理调节和运动，对高血压疾病干预十分重要。但是，知晓率、治疗率、控制率“三低”是目前我国高血压防治的普遍现状［41］，高血压康复介入情况更是不容乐观。究其原因，缺乏连续血压监测手段、缺乏早期干预理念和缺乏可靠的高血压康复指导是最主要因素。针对这些问题，我们结合智能康复思路，从高血压智能设备研发、高血压康复临床研究和高血压康复数据库建设3个方面布局，进行了实践探索。

高血压智能设备研发方面，无感化连续血压监测设备是目前工作的重点。首先，联合材料学科研团队，研究利用织物电极、电子纹身等新型材料实现人体脉搏波的无感化采集。其次，通过研究ANN等人工智能算法，将人体脉搏波信号转换为连续的血压值。该途径避开了传统的袖带式血压测量，采用光电传感器、压电传感器等无袖带传感方式，将血压监测设备开发成智能腕带、智能纹身等形式，真正实现无感化连续血压监测。产品化的连续血压监测设备的出现，必将极大提升高血压的知晓率，更好地帮助每个人终身管理血压。

高血压康复临床研究方面，特色运动和呼吸康复疗法是主要研究内容。中等强度持续训练（moderate-intensity continuous training，MICT）是高血压传统的推荐运动方法［42］，但该方式过程枯燥，实践也表明其依从性不佳。高血压的呼吸康复疗法作为一种主动呼吸控制的康复方法，需要身心一体参与，近年来被越来越多的研究证实对血压改善有效［43-44］，但其推广率并不高。因此，研究有效、有趣、有特色的运动和呼吸康复疗法，将能弥补目前高血压康复手段的不足。针对高血压运动康复疗法，研究不同间歇时间和靶强度的高强度间歇运动（highintensity interval training，HIIT）、循环抗阻运动（circuit resistance training，CRT）等新型运动方式对血压、血管内皮功能和炎性因子水平等高血压相关健康指标的影响，探讨制定最佳的组合式运动方案，最终丰富运动内容，从而提升运动趣味性。针对呼吸康复疗法，研究结合智能终端APP 和电子气流传感器、胸腹部呼吸运动传感器等硬件，将呼吸训练过程转换成可视化的游戏；将该呼吸训练方案应用到临床研究中，研究探讨不同呼吸模式对高血压相关健康指标的影响，从而指导临床。

高血压康复数据库建设方面，重点关注与高血压进展密切相关的宏观功能性指标和微观生理、生化指标。高血压是一种心血管系统全身性疾病，它的进展可能影响步行、认知、协调和躯体感觉等多方面功能。血管内皮功能、炎症因子水平、血糖和血脂等生理和生化反映心血管系统整体健康环境，与高血压进展有着密不可分的联系。因此，从这2个角度建立高血压康复数据库，可以将高血压相关人群指标数据逐渐积累，用于探究预测高血压的新标志物和研究干预机制通路，对于高血压防治的长远发展有重要意义。

4 智能康复未来展望

医疗物联网（internet of medical things，IoMT）是指通过物联网和通信技术将医护工作人员、患者、各种医疗设备和设施智能便捷地连接起来，从而全面支持医疗数据自动识别、定位、采集、跟踪、管理、共享等各项功能，更好地完成智能化医疗以及智能化物品管理［45］。随着智能化康复的不断发展，借助各类通讯和传感技术，“个体-设备-医疗机构”之间将互联互通，形成“康复物联网”。与智能医院［46］、智能社区［47］和智能城市［48］等结合，未来“康复物联网”将覆盖个体的全场景，全方位地提供健康监测和康复服务。大数据和云计算技术将通过储存和分析“康复物联网”产生的海量监测、评估、干预和预后数据，不断优化和迭代算法从而调整评估和干预策略，使系统变得越来越精准。通过云端服务器的接入，政府、科研和其他相关组织也将有直接获取全人群健康信息的途径，这将为医疗政策制定、健康领域科学研究、医保标准修订和环境治理等活动提供可靠依据。见图5。

图5 智能康复未来展望Figure 5 Future of intelligent rehabilitation

5 小 结

健康中国建设是全面建成小康社会的必然要求，智能化康复是康复服务普及的重要手段。世界正在迈入数字时代，健康中国建设和康复发展离不开可穿戴传感器、物联网、大数据云计算和人工智能等数字化现代智能技术。这一系列智能技术与康复结合，将可能推动康复全民化、康复全周期和康复同质化的发展。将WHO-FICs 应用在康复智能化建设中，赋予智能康复“天人合一”的干预理念，满足人民全面健康的需求。人民需要，技术融合，智能康复正当时！